曹淑服，安艳辉

(1.河北经贸大学 信息技术学院，河北 石家庄 050061； 2.河北省工业和信息化厅，河北 石家庄 050051)

基于Web Services数据整合系统的研究

曹淑服1，安艳辉2

(1.河北经贸大学 信息技术学院，河北 石家庄 050061； 2.河北省工业和信息化厅，河北 石家庄 050051)

针对目前高等学校内各应用系统的数据源异构问题，提出了一套基于Web Services的星形数据整合方案。方案在不改变高校原有各应用系统结构和数据库的基础上，为它们增加了一个服务代理，用于完成不同系统间的数据传输及向整合中心的注册工作。数据整合中心处于中心位置，通过Web Services为各应用节点提供注册和发布服务，同时为其他应用节点提供访问服务。

数据整合；Web Services；星型结构

随着“数字校园”建设的不断推进，目前国内绝大部分高等院校都已完成了信息化的前期建设。由于建设初期缺乏统一的管理[1]和规划，校内各业务部门通常根据自身的业务需求来建立独立的应用系统，因此在同一所高校中存在着多种实现不同功能的应用系统。这些应用系统使用的平台及数据库技术各不相同[2]，数据源缺乏统一的数据格式和标准，同时各个系统的接口和遵循标准也不尽相同，造成了各业务部门间的数据信息相互独立，无法共享使用[3]，同时也造成了资源的浪费。

为了实现校内各业务部门间数据信息的共享，建立一个完整统一、高效稳定的数字化校园，同时又避免开发各应用功能软件的重复投资，高等院校急需对各种相关数据资源进行有效整合。本文针对目前国内各高等院校信息化发展的实际情况，提出了一套星型结构的数据整合方案。该方案基于Web Services技术，能够很好的将高校内各业务部门的异构数据进行集成[4]，使其在不同的系统之间实现共享，从而实现部门间流程通畅。

1 高校异构数据源分析

我国高等院校从机构设置上基本分为教学院系、科研教辅机构、管理机构和后勤机构等，每个机构又划分为若干个部门，负责具体的业务管理。这些业务部门目前基本上都建立起了自己的应用系统，用于管理本部门的业务。例如管理机构中的人事部门建立的人事管理系统，教务部门建立的教务管理系统，科研部门建立的科研管理系统等。由于这些应用系统实现的功能不同，开发的时间有早有晚，因此使用了不同的开发语言和数据库技术。这就致使这些应用系统间缺乏统一的接口，不能实现数据的传输和共享，因此需要对它们进行有效的整合。

通过对高校信息化现状的分析，总结出需要整合的数据主要分为以下几类：

1)为多数应用系统提供的共享的公共数据，如学生基本信息、教职工基本信息等。这类具有数据量大，数据产生后变化较小的特点。

2) 跨系统互访的数据，如人事系统中为了解某位教师的教学和科研情况而访问教务系统和科研系统中的某些数据。此类数据具有数据量较小，互访时必须共同遵守同一数据模式的特点。

3) 跨系统批量传输的数据，如教务管理系统向学生管理系统批量传输学生的选课和和获得学分等数据信息。这类数据传输量较大，目的系统接收后要存储到自己的数据库中。

4)日常办公系统产生的非结构化数据。此类数据主要是校内各部门之间要交换的一些电子文档。

对于多系统共享的公共数据和跨系统批量传输的数据，由于数据量较大，可以采用数据库复制的方法，将一个库中的数据复制到其他需要的数据库中，并定期更新修改数据。

跨系统互访的数据，通常是应用系统直接访问其它应用系统的共享的数据模式，因此可以采用模式集成的方法进行整合。

日常办公的非结构化数据，可以经过标准化转换后直接在各个应用系统间传送。

2 高校数据整合方案

作为一种分布式的计算技术[5]，Web Services使用XML、SOAP、UDDI和WSDL等技术构造一个松散耦合的计算环境，进而把不同开发平台、不同数据库技术的应用系统集成在一起，提供相互之间的数据传输共享。

2.1 系统体系结构设计

本文为高等院校设计了一套具有多个应用节点和一个整合中心的星型数据整合方案，如图1所示。

图1 高校数据集成系统的体系结构

该方案中，应用节点除了包含应用系统和相应数据源外，还要增加一个服务代理，用来完成不同应用系统间的数据传输及向整合中心的注册工作。

数据整合中心处于中心位置，除了封装了标准Web Services访问接口外，还要建立一个用于存储公用数据和文档的中心数据库。数据整合中心的作用是管理各应用节点的注册和发布信息，以便其他需要通信和共享数据服务的应用节点找到所需的服务。数据整合中心也提供数据转发的功能，即将需要共享的数据复制到整合中心，然后转发给需要该服务的应用节点。这种星形结构极大地提高了整个系统的灵活性和高效性。

2.2 应用节点间数据复制接口

各个应用节点间的数据复制采用数据拉取的方式实现，即目的数据源作为复制申请的主动请求方，将数据从源获取到本地。采用数据拉取方式时，每一对复制的源和目的节点端都要建立一个数据复制队列，用来保存复制记录，以避免数据的重复复制和遗漏。

由于在源数据库中增加触发器不需要修改原有的应用系统，所以数据复制队列可以采用设置触发器的方式实现。通过设置触发器，可以在源数据发生变化时触发相应的动作，将数据的变化情况记录到数据复制队列中。

2.3 数据整合中心

数据整合中心负责管理各应用节点注册和发布的服务信息，存储转发各应用节点通过整合中心来传输的数据，并对整个系统的用户权限进行管理。另外，中心数据库用于存储公用数据和文档。

(1) Web Services描述

各应用系统的数据库中，虽然有部分数据可为其他系统共享使用，但对这些共享数据的操作则应由本系统的应用程序来完成。也就是说，为了本地数据的安全性和独立性，需要共享数据的其他应用程序只能通过发送消息来请求本地系统为其提供服务，而不能直接操作共享数据。

为了便于其他节点查找并使用符合自己要求的数据操作，各应用节点需要将其提供的各种数据操作的信息用WSDL语言进行统一描述，然后注册发布的数据整合中心。需要提供共享服务的应用节点查找到符合要求的服务后，也要将自己的共享请求使用WSDL进行描述，然后作为消息通过SOAP协议进行传送。

服务描述的使用一方面提高了数据库的独立性，另一方面也降低了异构系统间共享数据的复杂性。

(2) Web Service注册

由于方案采用的是星形结构，所以所有应用节点提供的与服务有关的信息都应记录在数据整合中的服务注册中心。需要提供数据共享服务的应用节点首先要到注册中心去查找符合要求的服务，找到后提交服务申请。数据整合中心根据服务的访问权限决定是否响应这个请求，如果响应就根据事先制定的规则为其分配相应的服务访问点。

在高校数据整合系统中，使用私有UDDI(通用描述发现和集成)注册中心来实现Web Service注册。

(3) 数据模式管理

数据模式用来描述共享数据的数据模型、数据类型、提供者以及Web Services 接口地址等信息。在数据整合中心，数据模式和访问服务要按照提供者和类型进行分类存储，以便进行统一的管理。

数据整合中心在存储数据模式之前，要对它的有效性进行验证，只有通过验证的模式才能存储在数据整合中心。有效性验证的内容包括模式的提供者的信息是否完整，接口是否符合Web Services要求等。

数据模式存储注册之后，数据整合中心还要为其设置相应的访问权限，以便对数据访问进行控制，提高整个系统的安全性。此外，数据整合中心还要根据应用节点服务代理的请求，对已存储注册的数据模式进行相应的修改或者删除。

(4) 中心数据库

中心数据库用于存储高校中的公用数据和文档。高校中为多数应用系统提供的共享的公共数据主要有学生基本信息、教职工基本信息等。公共文档主要是学校的一些规章制度、通知公告等。

3 结束语

针对目前高等学校内各应用系统的数据源异构问题，提出了一套基于Web Services的星形数据整合方案。方案中数据既可以直接在各应用节点之间传送，也可以通过数据整合中心进行转发，提高了数据整合系统的灵活性。方案的实施，既避免了高校中各原有的应用系统的重新开发，又实现了校内各业务部门间的数据共享，为创建完整统一的数字化校园奠定了基础。

[1] 李纯玉．基于SOA的教务管理系统[D]．长沙：中南大学，2009.

[2] 姜文广．论高校信息化建设中的问题及对策[J]．计算机光盘软件与应用，2014(24):251-252.

[3] 张雷．数字化校园数据集成系统的设计与实现[D]．武汉：华中科技大学，2012.

[4] 伍玉成，朱锦泉．基于SOA和Web Services架构高校数字图书馆数据集成研究[J]．情报科学，2012(7):1030-1033.

[5] 贾玉锋，胡迎新．电子政务中数据整合技术的研究[J]．中国管理信息化．2006(8):44-46.

Research on data integration system based on Web services

CAO Shu-fu1, AN Yan-hui2

(1.InformationTechnologyCollege,HebeiUniversityofEconomics&Business,ShijiazhuangHebei050061，China; 2.IndustryandInformationTechnologyDepartmentofHebeiProvince,ShijiazhuangHebei050051,China)

At present aiming at the problem of heterogeneous database within the application system in colleges and universities,propose a set of star data integration scheme base on Web Services.In the scheme,without changing the original application system structure and the database in colleges and universities,on the basis of this add a service agent, complete the data transfer among different systems and the registration work to integration center.Data integration center in the central location,provide registration and publishing service for each application node through Web Services, as the same as provide access services for other application nodes.

Data Integration; Web Services; Star-Topology

2015-06-12

河北省高等学校科学技术研究项目(QN20131136)

曹淑服(1972-)，女，河北石家庄人，硕士，讲师，主要研究领域为数据挖掘、计算机网络.

1001-9383(2015)03-0017-04

TP311

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